专利名称：硼镁铁矿的综合利用的制作方法
本项发明为一种硼镁铁矿的综合冶炼方法。
如众所周知，硼元素是从含硼矿物中提取出来的。由于硼的物理及化学性能所决定，硼在化工、医药、建筑、冶金、机械加工、原子能、国防等工业部门以至农业部门都有着重要的用途，进而国内每年对硼及其制品有着相当数量的需求。然而目前硼的提取主要是以储量有限的硼镁矿为主要原料，采用化学的方法来，而对于另一种含硼矿物且储量相当大的硼镁铁矿却没有进行开采。
硼镁铁矿未被开采的主要原因是因为矿石中除含有一定量的硼而外，其铁的含量也比较高，下表中列出了硼镁矿(又称白矿)和硼镁铁矿((又称黑矿)的典型成份<
>从上表中可以看出，白矿的硼含量高于黑矿，而黑矿中的TFe含量却高于白矿。对于目前提取硼的成熟工艺而言，要求硼的氧化物(B2O3)大于12%，而铁的氧化物是属于无用矿物，含量越低越好。所以，黑矿不易直接被利用制取硼砂和硼酸等硼制品。另外硼镁铁矿中全铁(TFe)含量一般在30～35%之间，对于单纯炼铁而言，属于低品位矿石，冶炼的价值很小。因此到目前为止，硼的提取和铁的冶炼都未曾将硼镁铁矿开发利用起来。
本项发明的目的在于要找到一种技术上可行、经济上合理的综合利用方法，使硼镁铁矿亦能得到开发使用。经过实验室和现场的多次试验，终于获得了成功。发明的方法所依据的原理是将硼镁铁矿装入高炉中，以焦炭为还原剂，当炉内温度达到1400～1500℃时，矿石中铁的各级氧化物将被优先还原出来。同时，由于铁液的存在，将有少量的氧化硼和氧化硅被还原，而大部分B2O3、SiO2和CaO、MgO、Al2O3将一起留在渣子中。由于渣铁比重不同且有明确的界面，在其熔融状态下，达到了铁和硼(确切地说是硼的氧化物)的分离。高炉内各种元素的具体还原反应如下一、直接反应而B、Si易溶于铁液中，在有铁存在的情况下，其还原反应为
△G°7＝295779-
(J/mol)T始＝1649K二、间接还原由上述反应可以看出，铁的各级氧化物优先被还原出来，而硼和硅在有铁水存在的条件下，部分被还原进入到铁水中，MgO、CaO、Al2O3这三种氧化物在高温下未能还原，和B2O3、SiO2一起留在渣中，从而实现了硼和铁的分离。
根据上述原理，本项发明以高炉为主要设备。冶炼方法中所要求的原料条件是
矿石(包括烧结矿或球团矿在内)的全铁含量TFe应大于40%，B2O3的含量应大于8%，低品位的矿石要经过选矿，以便达到上述对原料品位的要求，粒度与普通铁的冶炼工艺基本相同。
焦炭中的固定碳含量应在85%以上，灰分小于11%。灰分太高将会降低渣中B2O3的品位。
石灰石的CaO含量越高越好。
冶炼中的操作参数是①风温应控制在900℃以上。
②焦比1.2～1.5③炉渣碱度 (CaO+MgO)/(SiO2) =1.0～1.5④炉缸温度要在1400℃以上。
由于该工艺焦比较高，因而由焦炭带入的硫也将较高，为保证铁水中的含硫量相对合格，必须采取脱硫措施。如熟料入炉、选择含硫量低的焦炭，在炉内加入一定量的石灰石，采取炉外脱硫等等。
硼镁铁矿石入炉渣中MgO含量超过40%。因此开炉冶炼时，为保渣铁顺行畅流，矿石可用硼镁铁矿和铁矿各占50%复合矿石，采取轻负荷、高炉温的方式，焦比控制在2.0左右，待炉况正常、渣铁畅流，再全部变为硼镁铁矿石入炉并逐渐降低焦比，使之维持在1.2～1.5的正常水平。
硼铁分离后，生产出的含硼1%铁水可以铸铁或直接炼钢，也可作耐磨铁或铸钢件，而含硼炉渣中B,O达到12～15%，这种含量的硼渣在建材行业上可用来代替硼酸作无碱玻璃纤维原料，还可以作高强度纱料，但大量的应该用于代替硼镁矿，成为制取硼砂、硼酸以及其它硼制品的原料。
本项发明方法的优点是1.使硼镁铁矿中的铁、硼、硅、镁等有价元素得以全面综合利用。
2.高炉进行硼铁分离效果好，可得到含硼生铁和富硼渣，铁和硼的收率都比较高，其中铁的收得率可达97%，而硼的收得率可达95%。
3.以高炉为主要设备进行铁、硼分离，产量大，成本低，经济效益显著，且易于推广。
权利要求
一种硼镁铁矿的综合冶炼方法，其特征在于以炼铁高炉为主要设备，要求硼镁铁矿或田其制取的烧结矿、球团矿的全铁含量TFe要大于40%，B2O3的含量要大于8%，焦炭中的固定碳含量应大于85%，灰分含量限制在11%以下，其冶炼过程的主要工艺参数为(1)热风温度应在900℃以上；(2)全焦冶炼的焦比为1.2～1.5；(3)炉渣碱度(CaO+MgO)/SiO2为1.0～1.5；(4)炉缸温度应保持在1400℃以上。
全文摘要
一种硼镁铁矿的综合冶炼方法，本方法的特征是以高炉为主要设备对硼镁铁矿进行冶炼，以实现硼和铁的分离，生产出的铁水可铸铁或直接炼钢，另一种产品富硼渣可以当硼镁矿石使用。
文档编号C21B5/04GK1046352SQ8910505
公开日1990年10月24日 申请日期1989年4月11日 优先权日1989年4月11日
发明者张显鹏, 崔传孟, 刘素兰 申请人:东北工学院